سلول واحد ابتدایی همه موجودات است. میزان فعالیت، توانایی سازگاری با شرایط محیطی به وضعیت آن بستگی دارد. فرآیندهای زندگی سلول تابع الگوهای خاصی است. میزان فعالیت هر یک از آنها به مرحله چرخه زندگی بستگی دارد. در مجموع دو مورد از آنها وجود دارد: بین فاز و تقسیم (فاز M). اولی بین تشکیل سلول و مرگ یا تقسیم آن زمان می برد. در طول دوره اینترفاز، تقریباً تمام فرآیندهای اصلی فعالیت حیاتی سلول به طور فعال انجام می شود: تغذیه، تنفس، رشد، تحریک پذیری، حرکت. تولید مثل سلولی فقط در فاز M انجام می شود.
دوره های بین فاز
زمان رشد سلولی بین تقسیمات به چند مرحله تقسیم می شود:
- پیش سنتز، یا فاز G-1، - دوره اولیه: سنتز RNA پیام رسان، پروتئین ها و برخی عناصر سلولی دیگر؛
- مصنوعی یا فاز S: دو برابر شدن DNA؛
- پس از سنتز یا فاز G-2: آماده سازی برای میتوز.
علاوه بر این، برخی از سلول ها پس از تمایز، تقسیم خود را متوقف می کنند. در آنهاهیچ دوره G-1 در اینترفاز وجود ندارد. آنها در مرحله به اصطلاح استراحت (G-0) هستند.
متابولیسم
همانطور که قبلاً ذکر شد، فرآیندهای حیاتی یک سلول زنده در اکثر موارد در طول دوره بین فاز انجام می شود. اصلی ترین آن متابولیسم است. به لطف آن، نه تنها واکنش های داخلی مختلف، بلکه فرآیندهای بین سلولی نیز رخ می دهد که ساختارهای فردی را به کل ارگانیسم متصل می کند.
متابولیسم الگوی خاصی دارد. فرآیندهای حیاتی یک سلول تا حد زیادی به رعایت آن، عدم وجود هرگونه اختلال در آن بستگی دارد. مواد، قبل از تأثیر بر محیط داخل سلولی، باید به غشاء نفوذ کنند. سپس در فرآیند تغذیه یا تنفس تحت یک پردازش خاص قرار می گیرند. در مرحله بعد، محصولات فرآوری به دست آمده برای سنتز عناصر جدید یا تغییر ساختارهای موجود استفاده می شود. محصولات متابولیک باقی مانده پس از تمام تغییرات، که برای سلول مضر هستند یا به سادگی برای سلول مورد نیاز نیستند، به محیط خارجی حذف می شوند.
آسانسازی و تجزیه
آنزیم ها در تنظیم تغییر متوالی تبدیل یک ماده به ماده دیگر نقش دارند. آنها به جریان سریعتر فرآیندهای خاص کمک می کنند، یعنی به عنوان کاتالیزور عمل می کنند. هر یک از این "شتاب دهنده" تنها بر یک تحول خاص تأثیر می گذارد و فرآیند را در یک جهت هدایت می کند. مواد تازه تشکیل شده بیشتر در معرض آنزیم های دیگری قرار می گیرند که به تغییر شکل بیشتر آنها کمک می کند.
در عین حال، همه چیزفرآیندهای فعالیت حیاتی سلول به یک طریق یا دیگری با دو گرایش متضاد مرتبط است: جذب و غیر همسان سازی. برای متابولیسم، تعامل، تعادل یا مخالفت آنها اساس است. انواع مختلفی از موادی که از بیرون می آیند تحت تأثیر آنزیم ها به مواد معمولی و ضروری برای سلول تبدیل می شوند. این دگرگونی های مصنوعی را جذب می گویند. با این حال، این واکنش ها نیاز به انرژی دارند. منشأ آن فرآیندهای تجزیه یا تخریب است. پوسیدگی یک ماده با آزاد شدن انرژی لازم برای ادامه فرآیندهای اساسی فعالیت حیاتی سلول همراه است. تجزیه همچنین باعث تشکیل مواد ساده‌تر می‌شود که سپس برای سنتز جدید استفاده می‌شوند. برخی از محصولات پوسیدگی حذف می شوند.
فرآیندهای زندگی یک سلول اغلب با تعادل سنتز و پوسیدگی همراه است. بنابراین، رشد تنها در صورتی امکان پذیر است که همسان سازی بر عدم همسان سازی غلبه داشته باشد. جالب است که یک سلول نمی تواند به طور نامحدود رشد کند: دارای مرزهای مشخصی است که با رسیدن به آنها رشد متوقف می شود.
نفوذ
انتقال مواد از محیط به داخل سلول به صورت غیرفعال و فعال انجام می شود. در حالت اول، انتقال به دلیل انتشار و اسمز امکان پذیر می شود. حمل و نقل فعال با مصرف انرژی همراه است و اغلب بر خلاف این فرآیندها اتفاق می افتد. بنابراین، برای مثال، یون های پتاسیم نفوذ می کنند. آنها به داخل سلول تزریق می شوند، حتی اگر غلظت آنها در سیتوپلاسم از سطح آن بیشتر شودمحیط زیست.
ویژگی مواد بر میزان نفوذپذیری غشای سلولی برای آنها تأثیر می گذارد. بنابراین مواد آلی راحت تر از مواد معدنی وارد سیتوپلاسم می شوند. برای نفوذپذیری، اندازه مولکول ها نیز مهم است. همچنین، خواص غشا به وضعیت فیزیولوژیکی سلول و ویژگی های محیطی مانند دما و نور بستگی دارد.
غذا
فرایندهای حیاتی نسبتاً خوب مطالعه شده در دریافت مواد از محیط زیست شرکت می کنند: تنفس سلولی و تغذیه آن. دومی با کمک پینوسیتوز و فاگوسیتوز انجام می شود.
مکانیسم هر دو فرآیند مشابه است، اما ذرات کوچکتر و متراکم تر در طی پینوسیتوز جذب می شوند. مولکول‌های ماده جذب شده توسط غشاء جذب می‌شوند، توسط خروجی‌های خاص جذب شده و با آنها در داخل سلول غوطه‌ور می‌شوند. در نتیجه یک کانال تشکیل می شود و سپس حباب هایی از غشای حاوی ذرات غذا ظاهر می شود. به تدریج از پوسته خارج می شوند. علاوه بر این، ذرات در معرض فرآیندهای بسیار نزدیک به هضم قرار می گیرند. پس از یک سری دگرگونی، مواد به مواد ساده‌تر تجزیه می‌شوند و برای سنتز عناصر لازم برای سلول استفاده می‌شوند. در همان زمان، بخشی از مواد تشکیل شده به محیط زیست تخلیه می شود، زیرا در معرض پردازش یا استفاده بیشتر نیست.
تنفس
تغذیه تنها فرآیندی نیست که به ظاهر عناصر ضروری در سلول کمک می کند. نفس کشیدنماهیت آن بسیار شبیه به آن است. این مجموعه ای از دگرگونی های متوالی کربوهیدرات ها، لیپیدها و اسیدهای آمینه است که در نتیجه آن مواد جدیدی ایجاد می شود: دی اکسید کربن و آب. مهمترین بخش فرآیند تشکیل انرژی است که توسط سلول به شکل ATP و برخی ترکیبات دیگر ذخیره می شود.
با اکسیژن
فرایندهای زندگی یک سلول انسانی، مانند بسیاری از موجودات دیگر، بدون تنفس هوازی قابل تصور نیست. ماده اصلی لازم برای آن اکسیژن است. آزاد شدن انرژی بسیار مورد نیاز و همچنین تشکیل مواد جدید در نتیجه اکسیداسیون رخ می دهد.
فرایند تنفس به دو مرحله تقسیم می شود:
- گلیکولیز؛
- مرحله اکسیژن.
گلیکولیز تجزیه گلوکز در سیتوپلاسم سلول تحت تأثیر آنزیم ها بدون مشارکت اکسیژن است. از یازده واکنش متوالی تشکیل شده است. در نتیجه دو مولکول ATP از یک مولکول گلوکز تشکیل می شود. سپس محصولات پوسیدگی وارد میتوکندری می شوند، جایی که مرحله اکسیژن آغاز می شود. در نتیجه چندین واکنش دیگر، دی اکسید کربن، مولکول های اضافی ATP و اتم های هیدروژن تشکیل می شوند. به طور کلی سلول 38 مولکول ATP از یک مولکول گلوکز دریافت می کند. به دلیل مقدار زیادی انرژی ذخیره شده است که تنفس هوازی کارآمدتر در نظر گرفته می شود.
تنفس بی هوازی
باکتری ها نوع متفاوتی از تنفس دارند. آنها به جای اکسیژن از سولفات ها، نیترات ها و غیره استفاده می کنند. این نوع تنفس کارایی کمتری دارد، اما نقش بسیار زیادی دارد.نقش در چرخه ماده در طبیعت به لطف موجودات بی هوازی، چرخه بیوژئوشیمیایی گوگرد، نیتروژن و سدیم انجام می شود. به طور کلی، فرآیندها مشابه تنفس اکسیژن انجام می شود. پس از پایان گلیکولیز، مواد به دست آمده وارد یک واکنش تخمیر می شوند که ممکن است منجر به اتیل الکل یا اسید لاکتیک شود.
تحریک پذیری
سلول دائماً با محیط در تعامل است. واکنش به تأثیر عوامل خارجی مختلف تحریک پذیری نامیده می شود. این در انتقال سلول به حالت تحریک پذیر و وقوع یک واکنش بیان می شود. نوع پاسخ به تأثیر خارجی بسته به ویژگی های عملکردی متفاوت است. سلول های عضلانی با انقباض، سلول های غدد با ترشح و نورون ها با ایجاد یک تکانه عصبی پاسخ می دهند. این تحریک پذیری است که زمینه ساز بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی است. برای مثال، به لطف آن، تنظیم عصبی انجام می شود: نورون ها می توانند تحریک را نه تنها به سلول های مشابه، بلکه به عناصر دیگر بافت ها نیز منتقل کنند.
بخش
بنابراین، یک الگوی چرخه ای خاصی وجود دارد. فرآیندهای زندگی سلول در آن در تمام دوره اینترفاز تکرار می شود و یا با مرگ سلول یا تقسیم آن به پایان می رسد. خود تولید مثل کلید حفظ حیات به طور کلی پس از ناپدید شدن یک ارگانیسم خاص است. در طول رشد سلول، جذب بیش از تجزیه است، حجم سریعتر از سطح رشد می کند. در نتیجه فرآیندهافعالیت حیاتی سلول مهار می شود، دگرگونی های عمیق شروع می شود، پس از آن وجود سلول غیرممکن می شود، به سمت تقسیم می رود. در پایان فرآیند، سلول‌های جدید با افزایش پتانسیل و متابولیسم تشکیل می‌شوند.
نمی توان گفت کدام فرآیندهای فعالیت حیاتی سلول مهم ترین نقش را ایفا می کنند. همه آنها در انزوا از یکدیگر به هم پیوسته و بی معنی هستند. مکانیسم ظریف و روغن کاری شده ای که در سلول وجود دارد بار دیگر خرد و عظمت طبیعت را به ما یادآوری می کند.
